1

汽水湖沼における夏期の流動構造の特性

(株)建設技術研究所 鶴田 泰士、天野 光歩

1. はじめに

適切な湖沼管理には、水理・水質現象の現状を把

握し、その水理・水質的なメカニズムを理解する必

要がある。本研究は、青森県の汽水湖沼（以降、Ｏ

湖と呼称）、戦略的な管理につなげていくために、現

地観測により湖内の流動特性を把握したものである。

ここでは、主に夏期の流動構造について報告する。

2. Ｏ湖の概要

Ｏ湖は青森県東部に位置する汽水湖であり、湖面

積は 63.2km2、最大水深 25m である。湖水位と潮位

の関係によっては、流出河川であるＴ川から遡上し

た塩水が湖内に流入する。そのため、最深部では１

年を通して比較的安定した塩水層が存在し、夏期に

は表層の水温躍層とあわせて、3 層の成層構造（図

-2 左上）が形成される。

凡例

ADCP観測地点

計算格子点

Ｔ川

凡例

定点観測地点

移動観測測線

凡例

定点観測地点

移動観測測線

総合観測所

図-1 Ｏ湖の平面形状および観測地点

3. 現地観測

(1) 観測方法

現地観測では、「定点での連続観測」と「集中的な

面的観測」を組み合わせ、時間的・空間的な流動構

造の特徴を把握することとした。

定点での連続観測では、図-1 に示す湖内 3 地点に

ADCP（SEA 社製 ﾜｰｸﾎｰｽ 600Hz）を設置し、10 分間隔

で当該カラムの流速プロファイル（50cm ピッチ）を

記録した。観測期間は平成 19年 4月 28 日～10月 16

日（167日間）である。

集中的な面的観測では、漁船の側舷に ADCP（SEA

社製 ﾜｰｸﾎｰｽ 600Hz）を設置し、図-1 に示す経路を

基本として湖内の流速分布を観測した。観測期間は

平成 19年 7 月 2日～4 日（3 日間）である。

(2) 観測結果

a) 夏期の流動鉛直構造の特性

図-2上段に平成 19 年 6月 1 日～6 月 15日におけ

る最深部の流動の鉛直構造を、水温・塩分プロファ

イル、湖上風の変化とともに示す。図中の色は当該

地点での主流方向である南北方向流速を表している。

赤が南→北、青が北→南の流れを示す。

図によれば、塩分躍層（水深 15m 付近）より上層

において、正負の流速（赤と青）の分布が、時間と

ともに上方に伝播するような様子が見られる。こう

した現象は、西田ら 1)、七ヶ宿ダムで横山ら 2)が観

測した現象と同様のものと考えられる。横山らは数

値実験により、この現象の要因を湖底の斜面地形の

存在によって生じた可能性を指摘している。小川原

湖の湖盆も斜面地形を有していることから、同様の

現象が生じた可能性はある。

10m/s

048

121620

4/25 4/26 4/27 4/28 4/29 4/30 5/1 5/26/1 6/3 6/5 6/7 6/9 6/11 6/13 6/156/1 6/3 6/5 6/7 6/9 6/11 6/13 6/15

【南北方向流速（最深部）】

H19.6.7

-5

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25

塩分(psu)

水深（ｍ

）

5 15 25

水温（℃）H19.6.7

-5

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25

塩分(psu)

水深（ｍ

）

5 15 25

水温（℃）

H19.6.7

-5

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25

塩分(psu)

水深（ｍ

）

5 15 25

水温（℃）

① ⑤

【風速（総合観測所）】 10m/sW E

10m/sW E

水温躍層

塩分躍層

048

121620

4/25 4/26 4/27 4/28 4/29 4/30 5/1 5/26/1 6/3 6/5 6/7 6/9 6/11 6/13 6/15

水深

(m）

0

8

16

048

121620

4/25 4/26 4/27 4/28 4/29 4/30 5/1 5/26/1 6/3 6/5 6/7 6/9 6/11 6/13 6/156/1 6/3 6/5 6/7 6/9 6/11 6/13 6/15

水深

(m）

0

8

16

図-2 最深部における流動の鉛直構造（上段：実績値、下段：計算値、平成 19 年 6 月 1 日～6 月 15 日）

水深（m）

水深（m）

水深（m）

水深（m）

水深（m）

水深（m）

0 4 8 12 16 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16 20 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16 20

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16 20 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16 20

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

050100150200250300

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

流量（m3/s）

050100150200250300

6/24

6/29

7/47/9

7/14

7/19

7/24

流量（m3/s）

・・・デー

タ回収の

為欠測

125

150

175

200

225

250

275

0 4 8 12 16 20

流速（cm

/s）

St.A-

e

0 4 8 12 16 20 4/25

5/9

5/23

6/6

6/20

7/4

7/18

8/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/1

012

515

017

520

022

525

027

5

0 4 8 12 16 20

水深（m）

0 4 8 12 16 20 4/25

5/9

5/23

6/6

6/20

7/4

7/18

8/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/1

012

515

017

520

022

525

027

5

0 4 8 12 16 20

水深（m）

St.A-

n

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 6

10

13

160 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 6

10

13

160 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

0 4 8 12 16 20 4/25

5/9

5/23

6/6

6/20

7/4

7/18

8/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/1

0

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 6

10

13

16

col

row

0 4 8 12 16 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 6

10

13

16

col

row

0 4 8 12 16 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 5 8

10

130 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 5 8

10

130 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 5 8

10

130 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 5 8

10

130 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

1015

2025

3035

4045

5055

6065

70

2.5

6.5

10.5

-200

-100

010

020

0

adcp

_st_

c_n_

xy

－20

－10

010

20

St.B-

e

St.B-

n

St.C-

e

St. C-

n

St.B（総合

観測所西

）

St.C（湖南

部）

St.A（最深

部）

St.B（総合

観測所西

）

St.A（最深

部）

St.C（湖南

部）

総合

観測

所

5m/s

WE

中志

仏沼

舟ヶ

沢

鶴ヶ

崎

谷地

頭

津花

川

姉沼

5/45/1

15/1

8

0 4 8 12 5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 6/24

6/29

7/47/9

7/14

7/19

7/24

東西方向

流速

南北方向

流速

東西方向

流速

南北方向

流速

東西方向

流速

南北方向

流速

-20

02

0流速

(cm

/s)

水深（m）

水深（m）

水深（m）

水深（m）

水深（m）

水深（m）

0 4 8 12 16 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16 20 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16 20

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16 20 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16 20

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

050100150200250300

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

流量（m3/s）

050100150200250300

6/24

6/29

7/47/9

7/14

7/19

7/24

流量（m3/s）

・・・デー

タ回収の

為欠測

125

150

175

200

225

250

275

0 4 8 12 16 20

流速（cm

/s）

St.A-

e

0 4 8 12 16 20 4/25

5/9

5/23

6/6

6/20

7/4

7/18

8/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/1

012

515

017

520

022

525

027

5

0 4 8 12 16 20

水深（m）

0 4 8 12 16 20 4/25

5/9

5/23

6/6

6/20

7/4

7/18

8/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/1

012

515

017

520

022

525

027

5

0 4 8 12 16 20

水深（m）

St.A-

n

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 6

10

13

160 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 6

10

13

160 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

0 4 8 12 16 20 4/25

5/9

5/23

6/6

6/20

7/4

7/18

8/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/1

0

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 6

10

13

16

col

row

0 4 8 12 16 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 6

10

13

16

col

row

0 4 8 12 16 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 5 8

10

130 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 5 8

10

130 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 5 8

10

130 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 5 8

10

130 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

1015

2025

3035

4045

5055

6065

70

2.5

6.5

10.5

-200

-100

010

020

0

adcp

_st_

c_n_

xy

－20

－10

010

20

St.B-

e

St.B-

n

St.C-

e

St. C-

n

St.B（総合

観測所西

）

St.C（湖南

部）

St.A（最深

部）

St.B（総合

観測所西

）

St.A（最深

部）

St.C（湖南

部）

総合

観測

所

5m/s

WE

中志

仏沼

舟ヶ

沢

鶴ヶ

崎

谷地

頭

津花

川

姉沼

5/45/1

15/1

8

0 4 8 12 5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 6/24

6/29

7/47/9

7/14

7/19

7/24

東西方向

流速

南北方向

流速

東西方向

流速

南北方向

流速

東西方向

流速

南北方向

流速

-20

02

0

水深（m）

水深（m）

水深（m）

水深（m）

水深（m）

水深（m）

0 4 8 12 16 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16 20 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16 20

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16 20 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16 20

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 16 4/25

4/30

5/55/1

05/1

55/2

05/2

5

0 4 8 12 16

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

050100150200250300

5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

流量（m3/s）

050100150200250300

6/24

6/29

7/47/9

7/14

7/19

7/24

流量（m3/s）

・・・デー

タ回収の

為欠測

125

150

175

200

225

250

275

0 4 8 12 16 20

流速（cm

/s）

St.A-

e

0 4 8 12 16 20 4/25

5/9

5/23

6/6

6/20

7/4

7/18

8/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/1

012

515

017

520

022

525

027

5

0 4 8 12 16 20

水深（m）

0 4 8 12 16 20 4/25

5/9

5/23

6/6

6/20

7/4

7/18

8/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/1

012

515

017

520

022

525

027

5

0 4 8 12 16 20

水深（m）

St.A-

n

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 6

10

13

160 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 6

10

13

160 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

0 4 8 12 16 20 4/25

5/9

5/23

6/6

6/20

7/4

7/18

8/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/1

0

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 6

10

13

16

col

row

0 4 8 12 16 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 6

10

13

16

col

row

0 4 8 12 16 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 5 8

10

130 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 5 8

10

130 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 5 8

10

130 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0 3 5 8

10

130 4 8 12 16 4/2

55/9

5/23

6/66/2

07/4

7/18

8/18/1

58/2

99/1

29/2

610/

10

0 4 8 12 4/25

5/95/2

36/6

6/20

7/47/1

88/1

8/15

8/29

9/12

9/26

10/10

水深（m）

1015

2025

3035

4045

5055

6065

70

2.5

6.5

10.5

-200

-100

010

020

0

adcp

_st_

c_n_

xy

－20

－10

010

20

St.B-

e

St.B-

n

St.C-

e

St. C-

n

St.B（総合

観測所西

）

St.C（湖南

部）

St.A（最深

部）

St.B（総合

観測所西

）

St.A（最深

部）

St.C（湖南

部）

総合

観測

所

5m/s

WE

中志

仏沼

舟ヶ

沢

鶴ヶ

崎

谷地

頭

津花

川

姉沼

5/45/1

15/1

8

0 4 8 12 5/25

5/30

6/46/9

6/14

6/19

6/24

0 4 8 12 6/24

6/29

7/47/9

7/14

7/19

7/24

東西方向

流速

南北方向

流速

東西方向

流速

南北方向

流速

東西方向

流速

南北方向

流速

-20

02

0流速

(cm

/s)

最深部

【計算結果】

2

2007.06.6 12:00

–0.2 0 0.2 0.4

24

12

0–0.4 0 0.4

24

12

0–0.4 0 0.4

24

12

0

–10 0 10

24

12

0

0

100

200

N–S Velocity(m/s)

SN

St.B

N–S Velocity(m/s)

SN

St.A

E–W Velocity(m/s)

WE

St.C

WIND Velocity(m/s)

SN

総合観測所

2days before →

1day before →

now →

上野流量

Q(m

3/s

)

2007.06.7 23:00

–0.2 0 0.2 0.4

24

12

0–0.4 0 0.4

24

12

0–0.4 0 0.4

24

12

0

–10 0 10

24

12

0

0

100

200

N–S Velocity(m/s)

SN

St.B

N–S Velocity(m/s)

SN

St.A

E–W Velocity(m/s)

WE

St.C

WIND Velocity(m/s)

SN

総合観測所

2days before →

1day before →

now →

上野流量

Q(m

3/s

)

2007.06.7 6:00

–0.2 0 0.2 0.4

24

12

0–0.4 0 0.4

24

12

0–0.4 0 0.4

24

12

0

–10 0 10

24

12

0

0

100

200

N–S Velocity(m/s)

SN

St.B

N–S Velocity(m/s)

SN

St.A

E–W Velocity(m/s)

WE

St.C

WIND Velocity(m/s)

SN

総合観測所

2days before →

1day before →

now →

上野流量

Q(m

3/s

)

2007.06.7 15:00

–0.2 0 0.2 0.4

24

12

0–0.4 0 0.4

24

12

0–0.4 0 0.4

24

12

0

–10 0 10

24

12

0

0

100

200

N–S Velocity(m/s)

SN

St.B

N–S Velocity(m/s)

SN

St.A

E–W Velocity(m/s)

WE

St.C

WIND Velocity(m/s)

SN

総合観測所

2days before →

1day before →

now →

上野流量

Q(m

3/s

)

2007.06.6 20:00

–0.2 0 0.2 0.4

24

12

0–0.4 0 0.4

24

12

0–0.4 0 0.4

24

12

0

–10 0 10

24

12

0

0

100

200

N–S Velocity(m/s)

SN

St.B

N–S Velocity(m/s)

SN

St.A

E–W Velocity(m/s)

WE

St.C

WIND Velocity(m/s)

SN

総合観測所

2days before →

1day before →

now →

上野流量

Q(m

3/s

)

① 6/6 12:00 ② 6/6 20:00 ③ 6/7 6:00 ④ 6/7 15:00 ⑤ 6/7 23:00

水温躍層→

塩分躍層→

N SN S

(m/s)

N SN S N SN S N SN S N SN S

図-3 最深部における流速プロファイルの変化（実績値：平成 19 年 6 月 6 日 12:00～6 月 7 日 23:00）

20cm/s

水深4m

20cm/s

水深6m

20cm/s

水深8m

また、図-3 では 6/6 12:00～6/7 23:00（図-2 中

①～⑤の範囲）における流速プロファイルの変化を

示す。①と⑤の時間帯では、それぞれ南風・北風に

対し、成層水域に風が吹いた場合の典型的な鉛直循

環流が形成されている。前述の時間とともに上方に

伝播するような現象は、①から⑤の状態に変化する

過程で起きている。また正負の流れが交互に現れる

タイミングは、風の変化によく対応している。つま

り風がある程度強い場合には、流動変化の周期性は

内部静振等よりも、風による強制的な駆動力の影響

が強いと考えられる。

b) 夏期の流動の面的分布特性

図-4 に平成 19 年 7 月４日の平面流速分布を水深

別に示す。当日は比較的安定した南東風が１日中吹

いていたことから、流速分布の時間変化は小さいと

みなし、当日に観測した流速ベクトルを、異なる測

線全て重ね合わせている。なお、図中の紫の矢印は、

主要な流れ方向である。

表層付近では、主に風と同じ方向である北向きの

流れが形成されている。こうした流れは、水深 6m

付近までであり、それ以深では、反転して南に向か

う流れが見られるようになる。また、湖内各所では、

複数の水平循環流が形成されているように見える。

4. 数値シミュレーションによる再現

現地観測で得られた流動特性を数値モデルにより

再現できるかを試みた。使用するモデルは、Nakamura

et al.3)により開発された、k-ε乱流モデルに基づ

く非静水圧 3 次元密度流解析モデルである。本モデ

ルは基礎方程式の解法に CIP 法を用いるとともに、

Soroban 格子法を用いて密度躍層付近に格子点を集

中させることで、数値拡散の抑制を図っている。

図-2 下段に平成 19年 6月 1日～6月 15日におけ

る最深部の流動鉛直構造の計算結果を示す。塩分躍

層（水深 15m 付近）より上層において、流向の反転

層が、風向、風速の変化に伴い、徐々に上方に伝播

していく様子などは再現されている。

また、図-5 には平成 19 年 7 月 4 日における水深

別の流速分布計算結果を示した。水深 6m付近まで湖

上の風に応じて北向きの流動層が形成され、それ以

深で流れが反転する様子や、その遷移層で循環する

ような流れができる様子など、観測結果の特徴を良

好に再現できている。

5. おわりに

本研究では青森県の汽水湖における湖内流動を観

測し、主に夏期の流動特性について整理・報告した。

現地観測では、風の変化に伴い、上方伝播する様

子など、湖内の鉛直方向の物質輸送を考える上で興

味深い現象が捉えられた。

こうした現象は、数値シミュレーションでも再現

することができた。今後は水質モデルを導入し、貧

酸素化や富栄養化等Ｏ湖の湖沼管理を進める上で重

要な水質現象の解析を行っていく予定である。

【参考文献】

1) 西田修三、佐野俊幸：小川原湖の内部流動と混合

現象に関する現地観測、水工学論文集、第 45 巻、

pp.1159-1164、2001.

2) 横山勝英、新谷哲也：ダム貯水池の内部静振と定

常的往復流のメカニズムに関する研究、水工学論

文集、第 50 巻、pp.1273-1278、2006.

3) Takashi Nakamura & Tadaharu Ishikawa：Multi-Scale

Numercal Solver for an Estuary River Flow using

CIP-Soroban Method, 8th

WCCM, Venice, 2008.

図-4 流速平面分布（実績値：平成 19年 7月 4日） 図-5 流速平面分布（計算値：平成 19年 7月 4日）

塩分(psu)

100 5

塩分(psu)

100 5

＜水深 4m＞ ＜水深 6m＞ ＜水深 8m＞ ＜水深 4m＞ ＜水深 6m＞ ＜水深 8m＞